CN103697083A - 适合于手动换挡车辆的自动离合器 - Google Patents

Abstract

一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，包括挡位传感器、中央处理器、自动离合驱动装置；所述自动离合驱动装置动作：当挡位传感器检测到换挡杆在X向或Y向有位移变化时，所述中央处理器控制自动离合驱动装置将离合器完全离开；当换挡完成，所述中央处理器根据换挡杆所在的挡位信息，控制自动离合驱动装置按如下条件复合离合器；所述中央处理器将检测到的换挡杆所在的挡位信息和车辆发动机的实际转速与预存在所述中央处理器的存储器内的相同挡位与车辆发动机的标准转速进行比较；如果在该挡位时，车辆发动机的实际转速大于或等于该挡位的车辆发动机的标准转速的最低转速时，则离合器完全合拢，否则，所述中央处理器控制离合器处于半离合状态。本发明可实现与手动换挡操作配合，减轻驾驶员操作离合器的辛苦程度的优点。

Description

适合于手动换挡车辆的自动离合器

技术领域    

     本发明涉及一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，尤其是适合于手动换挡小型车辆的自动离合器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，越来越多的小型车辆走入千家万户。现有的小型车辆从换挡操作是否需要人工操作可以分为三种类型，一种是传统的人工换挡，第二种是自动换挡，第三种是手自一体的换挡，根据驾驶员的需要可以在手动换挡和自动换挡之间选择；所述自动换挡和手自一体的换挡虽然具有操作简单、学习容易的优点，但是，它存在价格昂贵的缺陷。 

传统的人工换挡的小型车辆，由于其具有购买价格便宜、维修价格也便宜，以及维修技术成熟等优点，在小车市场中还是占有一定份额的。但是，人工换挡车辆如果在等红灯或车多拥挤时，需要不停的换挡或半离合行驶，这就给驾驶员的左腿带来沉重负担，驾驶员的左腿需要不断的操作，尤其是现在城市道路上的车辆越来越拥挤，这个问题就愈加显得的突出。 

发明内容   

     为了克服上述问题，本发明向社会提供一种基本不改变现有手动挡结构的情总下，可实现与手动换挡操作配合的适合于手动换挡车辆的自动离合器。

本发明的技术方案是：提供一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，包括挡位传感器、中央处理器、自动离合驱动装置；所述挡位传感器和自动离合驱动装置与中央处理器电性连接；所述中央处理器按下述条件控制所述自动离合驱动装置动作： 

（100）、当挡位传感器检测到换挡杆在X向或Y向有位移变化时，所述中央处理器控制自动离合驱动装置将离合器完全离开；

（200）、当换挡完成，所述中央处理器根据换挡杆所在的挡位信息，控制自动离合驱动装置按如下条件复合离合器；

（210）、所述中央处理器将检测到的换挡杆所在的挡位信息和车辆发动机的实际转速与预存在所述中央处理器的存储器内的相同挡位与车辆发动机的标准转速进行比较；

（220）、如果在该挡位时，车辆发动机的实际转速大于或等于该挡位的车辆发动机的标准转速的最低转速时，则离合器完全合拢，否则，所述中央处理器控制离合器处于半离合状态。

作为对本发明的改进，本发明还包括提示模块，当离合器处于半离合状态时，提示驾驶员降挡操作。 

作为对本发明的改进，本发明还包括提示模块，所述中央处理器检测到车辆发动机的实际转速大于或等于该挡位的车辆发动机的标准转速的最高转速时，提示驾驶员升挡操作。 

作为对本发明的改进，在挡位与转速匹配之后，所述中央处理器2还要进一步按下述条件控制所述自动离合驱动装置动作： 

（110）、所述中央处理器将检测到的实际发动机转速和车辆实际行车速度与预存在所述中央处理器的存储器内的标准发动机转速与车辆标准行车速度的对应关系数据进行比较；

（120）、如果车辆实际行车速度小于车辆在该实际发动机转速所对应的标准行车速度的最低行车速度时，则控制离合器离开和复合一次以上；如果行车速度恢复到正常行车速度的范围内，则离合器完全复合；否则，所述中央处理器的提示模块提示驾驶员检查离合器的工作是否正常。

作为对本发明的改进，所述提示模块是声或/和光提示模块。 

作为对本发明的改进，所述自动离合驱动装置位于离合器杆的下方，所述自动离合驱动装置的软性线材的一端与离合器杆连接，软性线材的另一端与自动离合驱动装置的驱动端连接。 

作为对本发明的改进，所述自动离合驱动装置包括伺服电机和卷盘，所述软性线材与所述卷盘连接。 

作为对本发明的改进，所述自动离合驱动装置位于离合器杆的上方，所述所述自动离合驱动装置是带有伸缩机构的所述自动离合驱动装置，当需要刹车时，所述伸缩机构的顶杆顶住离合器杆，将所述离合器杆下压；不需要刹车时，所述顶杆收缩。 

作为对本发明的改进，所述自动离合驱动装置包括伺服电机和丝杆副，所述伺服电机驱动丝杆副带动丝杆副的顶杆伸或缩。 

本发明具有在基本不改变现有手动挡结构的情总下，可实现与手动换挡操作配合，减轻驾驶员操作离合器的辛苦程度的优点。 

附图说明

图1是本发明的原理方框示意图。 

图2是本发明的控制原理方框示意图。 

图3是本发明的另一种控制原理方框示意图。 

图4和图5是本发明中一种自动离合驱动装置的结构示意图。 

图6和图7是本发明中另一种自动离合驱动装置的结构示意图。 

图8是本发明中的挡位传感器的一种实施例的结构示意图。 

图9是本发明中的挡位传感器的另一种实施例的结构示意图。 

具体实施方式

请参见图1至图3，图1至图3揭示的是一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，包括挡位传感器1、中央处理器2、自动离合驱动装置3；所述挡位传感器1和自动离合驱动装置3与中央处理器2电性连接；所述中央处理器2按下述条件控制所述自动离合驱动装置3动作： 

100、当挡位传感器1检测到换挡杆在X向或Y向有位移变化时，所述中央处理器2控制自动离合驱动装置3将离合器完全离开102；也就是说，当挡位传感器1检测到驾驶员有换挡需求时，离合器就完全离开，本实施例中的挡位传感器1可以用角度传感器或直线位移传感器，这两种挡位传感器的具体结构将在后面结合附图详细介绍。

200、当换挡完成，所述中央处理器2根据换挡杆所在的挡位信息，挡位信息实际上就在挡位传感器检测到的换挡杆停止后，换挡杆的XY坐标数据，根该数据来判断具体是哪个挡位，控制自动离合驱动装置3按如下条件复合离合器； 

210、所述中央处理器2将检测到的换挡杆所在的挡位信息和车辆发动机的实际转速与预存在所述中央处理器2的存储器内的相同挡位与车辆发动机的标准转速进行比较；预存在所述中央处理器2的存储器内的相同挡位与车辆发动机的标准转速，根据不同车型其数据不同，例如说，某车型的1挡，对应的车辆发动机的标准转速700-2000转/每分钟，那么就把1挡、标准转速700-2000转/每分钟的对应关系预先存储在中央处理器2的储存模块内，以便与实际挡位和实际转速对比；

220、如果在该挡位时，车辆发动机的实际转速大于或等于该挡位的车辆发动机的标准转速的最低转速时，则离合器完全合拢（快速达到离合点后，再慢速合拢），否则，所述中央处理器2控制离合器处于半离合状态230。以上面某车型1挡为例，设实际挡位是1挡，如果实际发动机的转速大于等于700转/每分钟，则离合器完全合拢，否则就处于半离合状态；如果所述中央处理器2检测到车辆发动机的实际转速大于或等于该挡位的车辆发动机的标准转速的最高转速时，通过提示模块4提示驾驶员升挡操作240。还是以上面某车型1挡为例，设实际挡位是1挡，如果实际转速大于等于2000转/每分钟时，通过提示模块4提示驾驶员升挡操作；当离合器处于半离合状态时，提示驾驶员降挡操作250。 

请参见图3，在挡位与转速匹配101之后，所述中央处理器2还要进一步按下述条件控制所述自动离合驱动装置3动作，用于检查离合器的工作状态，如是否完全合拢，或是否存在离合器有严重磨损等； 

110、所述中央处理器2将检测到的实际发动机转速和车辆实际行车速度与预存在所述中央处理器2的存储器内的标准发动机转速与车辆标准行车速度的对应关系数据进行比较；例如，某车型的标准发动机转速700-800转/每分钟所对应的车辆标准行车速度为20-30千米/每小时（包括30千米/每小时），800-900转/每分钟对应30-40千米/每小时等，需要事先将这些数据存储在所述中央处理器2的存储器内；根据比较结果111，

120、如果车辆实际行车速度小于车辆在该实际发动机转速所对应的标准行车速度的最低行车速度时，则控制离合器离开和复合一次以上；如果行车速度恢复到正常行车速度的范围内，则离合器完全复合；如上面所述例子，在发动机实际转速700 /每分钟，实际行车速度低于20千米/每小时时，则控制离合器离开和复合一次以上；所谓离合器离开和复合一次以上是指离合器开一下，然后再复合一下，分一个动作；如此动作1-3次； 

130、如果行车速度恢复到正常行车速度的范围内，所述正常行车速度是指实际行车速度与相对应的标准行车速度相匹配时的行车速度；如发动机实际转速700-800转/每分钟时，车辆实际行车速度在20-30千米/每小时（包括30千米/每小时）范围内，则离合器完全复合；

140、否则，所述中央处理器2的提示模块4提示驾驶员检查离合器的工作是否正常，也就是是不是离合器出现了故障；提示方式可以语音提示，也可以是灯光提示；也可以两者同时提示。本发明中，所述提示模块是声或/和光提示模块。

请参见图4和图5，本发明中，所述自动离合驱动装置3位于离合器杆309的下方，所述自动离合驱动装置3的软性线材310的一端与离合器杆309连接，软性线材310的另一端与自动离合驱动装置3的驱动端连接。本实施例中，所述自动离合驱动装置3包括伺服电机303、卷盘3031及软性线材310，所述软性线材310与所述卷盘3031连接。当然，所述自动离合驱动装置3包括伺服电机303、丝杆螺母副的结构，丝杆可以与伺服电机303的驱动端连接，螺母可以与软性线材310连接。图4为离合器合拢状态，图5为离合器分离状态，使用软件线材310可以在不使用自动离合时，也可以采用人工操作离合器。 

请参见图6和图7，图6和图7揭示的是另一种结构的离合器，所述自动离合驱动装置3位于离合器杆309的上方，所述自动离合驱动装置3是带有伸缩机构3041的自动离合驱动装置3，当需要刹车时，所述伸缩机构3041的顶杆顶住离合器杆309（见图7），将所述离合器杆309下压；不需要刹车时，所述顶杆收缩。不影响人工操作离合器。本实施例中，所述自动离合驱动装置3包括伺服电机304和丝杆副（伸缩机构3041中的一种），所述伺服电机304驱动丝杆副带动丝杆副的顶杆伸或缩。 

请参见图8，图8是本发明中的挡位传感器1的一种实施例的结构示意图。图8所示的挡位传感器1包括第一角度传感器80和第二角度传感器90，所述第一角度传感器80和第二角度传感器90均包括传感器主体81、91，接触杆82、92和扭力弹簧83、93，所述扭力弹簧83、93的一端与所述传感器主体81、91固定连接，另一端卡在所述接触杆82、92上；将第一角度传感器80和第二角度传感器90，以其接触杆82、92垂直交的方式固定在连接板70上，当挡位杆60移动时，所述接触杆82、92在弹簧力的作用下会随着动作，这时，所述传感器主体81、91会感测到挡位杆60的角度位移，将此角度变化传输给中央处理器2，所述中央处理器2就可以根据角度位移数据，判断出挡位杆的所在的挡位。本实施例中，所述传感器主体81、91可以是磁阻式角度传感式主体，或金属膜式角度传感式主体、或线绕式角度传感式主体。 

请参见图9，图9是本发明中的挡位传感器1的另一种实施例的结构示意图。图9所示的挡位传感器1包括两个结构相同的直线位移传感器40、50，两个直线位移传感器40、50垂直相交设置，当挡位杆60移动，直线位移传感器40、50的直线位移传感器主体401、501，会通过各自的滑动杆402、502检测到挡位杆60的位移坐标，从而通过所述中央处理器2，根据角度位移数据，判断出挡位杆的所在的挡位。 

Claims (10)

1.一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于，包括挡位传感器（1）、中央处理器（2）、自动离合驱动装置（3）；所述挡位传感器（1）和自动离合驱动装置（3）与中央处理器（2）电性连接；所述中央处理器（2）按下述条件控制所述自动离合驱动装置（3）动作：

（100）、当挡位传感器（1）检测到换挡杆在X向或Y向有位移变化时，所述中央处理器（2）控制自动离合驱动装置（3）将离合器完全离开；

（200）、当换挡完成，所述中央处理器（2）根据换挡杆所在的挡位信息，控制自动离合驱动装置（3）按如下条件复合离合器；

（210）、所述中央处理器（2）将检测到的换挡杆所在的挡位信息和车辆发动机的实际转速与预存在所述中央处理器（2）的存储器内的相同挡位与车辆发动机的标准转速进行比较；

（220）、如果在该挡位时，车辆发动机的实际转速大于或等于该挡位的车辆发动机的标准转速的最低转速时，则离合器完全合拢，否则，所述中央处理器（2）控制离合器处于半离合状态。

2.根据权利要求1所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：还包括提示模块（4），当离合器处于半离合状态时，提示驾驶员降挡操作。

3.根据权利要求1所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：还包括提示模块（4），所述中央处理器（2）检测到车辆发动机的实际转速大于或等于该挡位的车辆发动机的标准转速的最高转速时，提示驾驶员升挡操作。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：所述提示模块是声或/和光提示模块。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：在挡位与转速匹配之后，所述中央处理器（2）还要进一步按下述条件控制所述自动离合驱动装置（3）动作：

（110）、所述中央处理器（2）将检测到的实际发动机转速和车辆实际行车速度与预存在所述中央处理器（2）的存储器内的标准发动机转速与车辆标准行车速度的对应关系数据进行比较；

（120）、如果车辆实际行车速度小于车辆在该实际发动机转速所对应的标准行车速度的最低行车速度时，则控制离合器离开和复合一次以上；如果行车速度恢复到正常行车速度的范围内，则离合器完全复合；否则，所述中央处理器（2）的提示模块（4）提示驾驶员检查离合器的工作是否正常。

6.根据权利要求5所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：所述提示模块是声或/和光提示模块。

7.根据权利要求1、2或3所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：所述自动离合驱动装置（3）位于离合器杆的下方，所述自动离合驱动装置（3）的软性线材的一端与离合器杆连接，软性线材的另一端与自动离合驱动装置（3）的驱动端连接。

8.根据权利要求7所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：所述自动离合驱动装置（3）包括伺服电机和卷盘，所述软性线材与所述卷盘连接。

9.根据权利要求1、2或3所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：所述自动离合驱动装置（3）位于离合器杆的上方，所述所述自动离合驱动装置（3）是带有伸缩机构的所述自动离合驱动装置（3），当需要刹车时，所述伸缩机构的顶杆顶住离合器杆，将所述离合器杆下压；不需要刹车时，所述顶杆收缩。

10.根据权利要求7所述的一种适合于手动换挡车辆的自动离合器，其特征在于：所述自动离合驱动装置（3）包括伺服电机和丝杆副，所述伺服电机驱动丝杆副带动丝杆副的顶杆伸或缩。

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